Бейсембаева Л.К., Пономаренко О.И., Бекбаева А.К., Орынбаева С.Б

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

80 

 

свойства  почв  и  условия  питания  растений,  повышается  урожайность  возделываемых 

культур. 

В  качестве  борных  удобрений  используют  борсуперфосфат,  содержащий  0,9-2,5% 

В

2

О

3

, и 14,6-18% Р

2

О

5

 и бормагниевое удобрение, содержащее 6-8% В

2

О

3 

и 65-75 % MgО, 

а также борная кислота (37,3% бора) и ее натриевая соль — бура (11% бора). 

Бормагниевое удобрение является отходом производства борной кислоты на основе 

сернокислотного разложения природных боратов. Вносить бор в почву целесообразно на 

фоне  фосфатных  и  азотных  удобрений,  что  способствует  равномерному  распределению 

питательных веществ в почве и лучшему усвоению азота, фосфора и бора.  

Борсодержащие  микроудобрения  практически  в  Казахстане не  производятся,  хотя 

потребность в них очень большая. Борсодержащие удобрения, как правило, используются 

совместно  с  другими  NPK  удобрениями,  или  же  вводятся  в  состав  аммофоса,  простого, 

двойного суперфосфата. 

Критический  анализ  имеющихся  отечественной  и  зарубежной  литературы,  по 

переработке  борного  сырья  на  борные  удобрения,  показывает,  что  имеющиеся  в 

литературе  сведения  по  технологии  получения  борной  кислоты  и  борных  удобрений 

определяются, в основном исходным сырьем. Как известно, отечественное борное сырье, 

несмотря  на  значительные  его  запасы,  характеризуются  сложным  минералогическим 

составом  и  низким  содержанием  В

2

О

3

  (около  10%),  что  делает  мало  эффективным 

применение известных технологий к отечественному сырью. 

В  связи  с  этим  для  расширения  ассортимента  и  увеличения  производства  борных 

удобрений нужны разработка и создание новых технологий вовлечения отходов фосфор и 

борперерабатывающих  производств  для  получения  борсодержащих    химических 

мелиорантов 

 

Эксперимент 

 

На  данном  этапе,  учитывая  типы  почв  нашей  Республики  и  ее  климатические 

условия,  агрохимической  эффективностью  должны  обладать  такие  химические 

мелиоранты,  которые  проявляли  бы  мелиорирующие  и  удобрительные  свойства,  т.е. 

содержать  в  своем  составе  несколько  питательных  элементов  (кальций,  магний,  калий, 

фосфор,  бор).  Как  известно,  содержание  в  микроудобрениях  этих  элементов  оказывает 

ростостимулирующее  и  лечебное  действие  для  многих  культур.  Бор  по  сравнению  с 

другими  микроэлементами  поглощается  растениями  в  значительных  количествах. 

Потребность в нем составляет 12-51 мг на 1 кг сухого вещества. Для нормального питания 

растений  в  100  г  почвы  должно  находиться  0,02-0,05  мг  подвижного  бора  .  Усвояемые 

формы  бора  в  почве  представлены,  главным  образом,  борной  кислотой  (H

3

BO

3

)  и 

растворимыми  ее  солями.  Доступность  солей  борной  кислоты  в  почвах  зависит  от 

кислотности.  Как  видно  из  данных  таблицы  1  при  изменении  рН  в  незначительных 

пределах от 7,53 до 7,90 содержание бора меняется достаточно сильно от 1, 52 – 7,90мг/кг.  

 

Таблица 1 - Содержание бора в различных образцах почв ( по  Bergeru) 

 

Образец 

рН 

Оптическая плотность 

Содержание бора, мг/кг 

Ш2З-1

0 

7,70 

0,725 

4,96 

Ш2З-1

1

 

7,76 

0,129 

1,58 

Ш2З-1

2

 

7,60 

0,175 

2,30 

Ш2З-1

3

 

7,59 

0,215 

2,86 

Ш2З-1

4

 

7,52 

0,234 

3,12 

Ш2З-1

5

 

7,55 

0,289 

3,76 

Ш2З-1

6

 

7,50 

0,360 

4,96 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

81 

 

Ш2З-1

7

 

7,54 

0,388 

5,30 

Ш2З-1

8

 

7,53 

0,422 

6,00 

Ш2З-1

9

 

7,52 

0,479 

7,20 

Ш2З-1

10

 

7,48 

0,535 

8,3 

Ш2З-2

0 

7,50 

0,570 

8,5 

Ш2З-2

1

 

7,62 

0,138 

1,72 

Ш2З-2

2

 

7,52 

0,150 

2,00 

Ш2З-2

3

 

7,48 

0,236 

3,12 

Ш2З-2

4

 

7,50 

0,227 

3,00 

Ш2З-2

5

 

7,90 

0,326 

4,36 

Ш2З-2

6

 

7,83 

0,323 

4,36 

Ш2З-2

7

 

7,78 

0,338 

4,46 

Ш2З-2

8

 

7,76 

0,320 

4,36 

Ш2З-2

9

 

7,75 

0,350 

4,94 

Ш2З-2

10

 

7,71 

0,465 

7,20 

 

В  соответствии  с  поставленной  задачей,  для  проведения  эксперимента  были 

использованы  в  качестве  сорбентов    фосфогипс  (ФГ),  борогипс  (БГ)  и  эллюент  - 

фосфорсодержащая  сточная  вода.  Были  изучены  сорбционные  параметры  исследуемых 

сорбентов,  состоящих  из  смеси  фосфогипса  (ФГ),  борогипса  (БГ)  в  зависимости  от 

времени    перемешивания,  рН  раствора,  концентрации  Р

2

О

5

  в  исходном  растворе  и 

соотношения твердой и жидкой фаз (Т:Ж).  

Экспериментальные  данные    по  изучению  сорбционных  свойств  фосфогипса, 

борогипса представлены на рис 1, исходная концентрация Р

2

О

5 

– 2500 мг/дм

3

 

 

1-борогипс; 2-фосфогипс; 3- фосфогипс:борогипс 

Рисунок 1 - Кинетические кривые сорбции фосфат-ионов на сорбентах 

 

Из  данных  приведенных  на  рис.1  видно,  что  исследуемые  сорбенты  проявляют 

достаточно высокую сорбционную активность по отношению к фосфат-ионам, содержащим 

в сточной воде. 

В  следующей  таблице  2  представлены  результаты  исследования  влияния  Т  :  Ж  на 

качество мелиоранта, сорбент ФГ : БГ, исходная концентрация Р

2

О

5

 в сточной воде 3860 

мг/дм

3

. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

82 

 

Таблица  2  –  Результаты  исследования  влияния  Т:Ж  на  качество  мелиоранта,  сорбент 

ФГ:БГ, исходная концентрация Р

2

О

5

 в сточной воде 3860 мг/дм

3

 

 

Т:Ж 

рН раствора 

СОЕ 

R, % извл. 

Состав тв.ф, % 

Р

2

О

5

 

В

2

О

3

 

1:100 

8,50 

350,0 

68,0 

18,1 

4.50 

1:200 

8,50 

380,8 

77,7 

19,5 

4,50 

1:300 

8,50 

400,5 

80,4 

21,0 

4,50 

1:400 

8,50 

418,8 

85,1 

22,3 

3,60 

1:500 

8,50 

420,8 

83,5 

23,4 

3,60 

1:600 

8,50 

430,1 

82,0 

24,8 

3,60 

1:1000 

8,50 

435,8 

80,7 

25,8 

3,60 

 

Из  данных  таблицы  2  видно,  что  содержание  пятиокиси  фосфора  в  твердой  фазе  

изменяется от 18,1 до 25,8%, а содержание бора во всех пробах остается приблизительно 

постоянным (3,50 до 4,60%).  

 

Результаты и обсуждения 

 

Анализируя представленные данные, можно отметить следующее:  

- степень извлечения Р

2

О

5

 из сточной воды смесью сорбентов фосфогипс : борогипс 

изменяется  от  68,0  до  85,5%.  При  однократной  обработке  модифицированного  сорбента 

промышленной  сточной  водой  при  соотношении  Т  :  Ж=  1:100  значение  величины  R 

составляет 68,0%; 

-  увеличение  соотношения  Т  :  Ж  до  1:200,  1:300,  1:400  способствует  улучшению 

процесса  осаждения  Р

2

О

5

  в  твердую  фазу.  Степень  извлечения  при  этом  возрастает  до 

85,1%;  

- при дальнейшем увеличении от Т : Ж = 1 : (500-1000) значение степени извлечения 

остается приблизительно постоянным. 

 

Заключение 

 

Таким образом, как показали полученные результаты, разработанный  способ, дает 

возможность при определенных условиях конвертировать фосфогипс и смесь фосфогипса 

с  борогипсом  в  удобрительный  продукт  с  достаточно  высоким  содержанием  в  нем 

полезных для растений компонентов. К тому же, если учесть, что фосфаты в полученном 

продукте находятся в легко усвояемой цитратнорастворимой  форме, то синтезированный 

мелиорант  соответствует  предъявляемым  требованиям  для  химического  мелиоранта  и 

должен обладать хорошими удобрительными свойствами.  

 

Список литературы 

 

1

 

Танашева  М.Р.,  Бейсембаева  Л.К.,Калабаева  М.К.,  Омаров  А.Т.  Физико-химические 

основы экологичных энергосберегающих безотходных технологий получения химических 

мелиорантов. Вестник КазНУ,Сер.Хим.-2011. -№1(61). 286-289 с. 

2

 

   Омаров Т.Т., Танашева М.Р. Бор қосылыстарының химиясы мен технологиясы. 

Алматы: Қазақ университеті, 2002. - 40-62 б. 

3

 

Бейсембаева  Л.К.,    Калабаева  М.К.,Омаров  А.Т.,  Танашева  М.Р.  Новый 

химический  мелиорант  для  химической  мелиорации  солонцовых  почв.  //Международная 

конференция 

«Синтез 

знаний 

в 

естественных 

науках». 

/Рудник 

будущего;проекты,технологии,оборудование.Том 2. –Пермь, 2011-С.351 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

83 

 

4

 

Торегожина Ж.Р., Омаров А.Т., Сулейменова О.Я, Танашева М.Р.  Перспективы 

утилизации  фосфорсодержащих  промышленных  сточных  вод  //  Вестник  КазНУ.  Серия 

химическая. – 2007. - №3 (27). -С. 278-280.  

 

References 

 

1

 

Tanasheva  M.R.,  Beisembayeva  L.K.,    Kalabayeva  M.K.,  Omarov  A.T.  Physico-

chemical  basis  of  energy-saving  environmentally  friendly  waste-free  technologies  for  the 

production of chemical meliorantov. Bulletin of the KazNU, Ser.Him. 2011. -№1 (61). 286-289 

p. (in russian) 

2

 

Omarov  A.T.,    Tanasheva  M.R.  Chemistry  of  boron  compounds  and  technology. 

Almaty: Kazakh University, 2002. p 40-62.(in kazach) 

3

 

Beisembayeva  L.K., Kalabayeva M.K., Omarov A.T., Tanasheva M.R. New chemical 

chemicals  for  chemical  amelioration  of  alkaline  soils.  //  International  Conference  "Knowledge 

Synthesis in the natural sciences." / Mine Future Projects, technologies, oborudovanie.Tom 2.  -

Perm, 2011. p.351(in russian) 

4

 

Toregozhina  ZH.R.,  Omarov  A.T.,  Suleymenova  O,J.,  tanasheva  M.R.  Prospects  for 

recovery  of  phosphorus-containing  industrial  wastewater  //  Herald  TREASURY.  A  series  of 

chemical. - 2007. - №3 (27). -FROM. 278-280. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

84 

 

УДК 541.123.31 

 

Болат М.Д.*.,

 

Жумаева А.Ж., Кобдабаева Г.Н., Рыскалиева Р.Г. 

 

Казахский национальный университет им.аль-Фараби, г.Алматы, Казахстан 

*Е-mail: 

bolatova-meruert@mail.ru

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА 

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КАРБАМИДА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 

 

Изучены  физико-химические  закономерности  процесса  кристаллизации 

карбамида  из  водных  растворов  и  определены  параметры,  необходимые  для 

получения  в  лабораторных  и  промышленных  условиях  продукта  с  более  высокой 

монодисперсностью и изометричностью кристаллов. 

         Установлено  влияние величины пересыщения раствора карбамида на скорость 

роста  и  анизотропию  формы  кристаллов  карбамида.  Доказано,  что  с  увеличением 

температуры  и  пересыщения  рост  кристаллов  протекает  по  микроблочному 

механизму.  При  этом  анизотропия  формы  возрастает  за  счет  усиления 

микроблочного роста граней.  

Выявлено  влияние  гидродинамических  условий  на  скорость  роста  кристалла 

карбамида.  Выявлена  зависимость  отношения  длина/ширина  кристаллов  от 

концентрации  насыщения  и  скорости  охлаждения  раствора.  Установлено,  что  с 

понижением  температуры  кристаллизации  изометричность  формы  кристаллов 

карбамида возрастает за счет снижения скорости роста граней. 

Ключевые  слова:  карбамид,  кристалл  карбамида,  изометричность  формы 

кристаллов, гидродинамические условия, скорость роста кристалла. 

 

Болат М.Д.*.,

 

Жұмаева Ә.Ж., Қобдабаева Г.Н., Рысқалиева Р.Г. 

 

әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан 

 

СУЛЫ ЕРІТІНДІЛЕРДЕГІ КАРБАМИДТІҢ КРИСТАЛЛДАНУ 

ҮДЕРІСІНІҢ ФИЗИКА-ХИМИЯЛЫҚ ЗАҢДЫЛЫҚТАРЫ 

 

Сулы  ерітінділердегі  карбамидтің  кристаллдану  үдерісінің  физика-химиялық 

заңдылықтары  зерттелді  және  зертханалық  және  өнеркәсіптік  жағдайларда  өнімді 

жоғары  монодисперсті  және  изомерлі  кристаллдар  алуға  қажетті  параметрлер 

анықталды. 

         Карбамид ерітіндісінің аса қанығуы оның кристаллының өсу жылдамдығы мен 

анизотроптық түріне әсері  зерттелді. Температура және  ерітіндінің қанығуы  артқан 

сайын  кристалдардың  өсуі  микроблокты  механизм  бойынша    жүретіні  дәлелденді. 

Мұнда,  түр  анизотропиясы  қырлардың  микроблокты  өсуінің  күшеюі  есебінен 

артады.  

Гидродинамикалық жағдайлардың карбамид кристалының өсу жылдамдығына 

әсері 

анықталды. 

Кристалдардың 

ұзындық/ені 

қатынасының 

қанығу 

концентрациясына  және  ерітіндінің  салқындау  жылдамдығына  тәуелділігі 

бағаланды.  Кристаллдану  температурасының  төмендеуінен  карбамид  кристалдары 

түрінің  изометрлігі  қырлардың  өсу  жылдамдығының  кемуі  есебінен  артатындығы 

көрсетілді.  

 

Түйін  сөздер:  карбамид,  карбамид  кристалы,  кристалл  түрлерінің  изомерлігі, 

кристалдардың өсу жылдамдығы, гидродинамикалық жағдайлар.  

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

85 

 

Bolat M.D., Zhumayeva A.Zh., Kobdabaeva G.N., Ryskalyeva R.G.   

 

al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

 

PHYSYCAL AND CHEMICAL LAWS DURING CRYSTALLIZATION UREA FROM 

WATER SOLUTIONS 

          The physicochemical regularities of the process of crystallization of urea from aqueous 

solutions and the parameters necessary for laboratory and industrial applications of the product 

with a higher monodispersity and isometric crystals. 

          The influence of the magnitude of supersaturation of the solution of urea on the growth 

rate and the anisotropy of the form of urea crystals. It proved that with increasing temperature 

and supersaturation occurs by crystal growth mechanism microblock. This shape anisotropy 

increases by boosting growth of micro block faces. 

          The effect of hydrodynamic conditions on the growth rate of urea crystal. The dependence 

ratio length / width of the crystals from the saturation concentration of the solution and the 

cooling rate. It is found that the crystallization temperature is lowered isometric form urea 

crystals increases due to decrease of the growth rate. 

          Keywords: urea, urea crystal isometric crystal forms, the hydrodynamic conditions on the 

growth rate of urea crystal. 

 

Введение 

 

Кристаллизация  играет  важную  роль  в  технологии  получения  чистых  веществ, 

солей,  удобрений,  пищевых  продуктов,  новых  материалов  для  электроники  и  других 

отраслей.  Несмотря  на  большое  число  исследований,  посвященных  разработке  физико-

химических  закономерностей  процесса  кристаллизации,  до  сих  пор  отсутствуют 

достаточно  надежные  научные  данные  о  влиянии  технологических  параметров  на 

скорость роста кристаллов, их морфологическую форму, распределение кристаллических 

частиц по размерам. Зачастую, именно эти данные могли бы позволить целенаправленно 

воздействовать  на  эти  характеристики  кристаллических  продуктов.  Такие  проблемы 

являются  актуальными  для  технологии  карбамида,  поскольку  форма  кристаллов 

карбамида,  его  химический  и  гранулометрический  состав  определяют  в  конечном  итоге 

механическую  прочность  кристаллов  продукта  и  содержание  в  нем  технологических 

примесей 

 

Эксперимент 

 

На  основании  проведенных  исследований  разработаны  и  опробованы  мероприятия 

по  совершенствованию  процесса  кристаллизации  в  производстве  карбамида  (ввод 

питающего  раствора  в  испарительную  часть  кристаллизатора),  которые  позволяют 

увеличить крупность кристаллов в среднем на 20-25% и уменьшить пылеунос на 20-22%. 

Предложено  использовать  ультразвуковую  импульсную  обработку  на  стадии  созревания 

суспензии в кристаллизаторе, что позволит повысить степень изометричности кристаллов, 

увеличить  средний  размер  на  60%,  придать  им  более  сглаженную  форму  и  снизить 

содержание пылевидной фракции в кристаллическом продукте с 20 до 3 масс.% 

 

 

Результаты и обсуждение 

 

Результаты исследований влияния пересыщения, температуры, скорости охлаждения 

и  гидродинамических  условий  на  скоростьроста  единичного  кристалла  и  на  скорость 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

86 

 

роста  и  распределение  кристаллических  частиц  по  размерам  в  водных  растворах 

карбамида различной концентрации в условиях массовой кристаллизации.  

Из  экспериментальных  данных  можно  сказать,  что  скорость  роста  граней  кристалла 

карбамида  повышается  с  увеличением  переохлаждения  раствора.  Причем,  чем  выше 

температура  насыщения  раствора,  тем  более  интенсивно  изменяется  скорость  роста 

кристалла.  

Результаты  исследования  показали,  что  формирование  граней  кристалла 

осуществляется по сложному нуклеарно-дислокационному (микроблочному) механизму и 

удовлетворительно  описывается  уравнением  Ботсариса-Денка  (величина  достоверной 

аппроксимации r =0,99) 

  

                                                      V = k

1 

+ k

2 

∙ exp (- 

 

 

 где  V  –  скорость  роста  кристалла,  мм/с;  k

1

,  k

2

  и  k

3

  –  эмпирические  коэффициенты, 

зависящие от температуры кристаллизации; s – коэффициент пересыщения раствора. 

Для  различных  температур  насыщения  раствора  значения  эмпирических  коэффициентов 

представлены в табл. 1. 

                                                                                                                                           

                                                                                                                                             

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: